發(fā)布時(shí)間：2020/7/25 11:37:13

不定形耐火材料結(jié)合方式的演變 

采用低鈣酸鹽水泥和純鋁酸鈣水泥，仍有一定量的CaO帶入熔鋁爐耐火澆注料中，影響其高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和其他高溫性能，因此近十年來(lái)，國(guó)外在致力于開(kāi)發(fā)研究低水泥和超低水泥熔鋁爐耐火澆注料，以至無(wú)水泥澆注料使?jié)沧⒅械匿X酸鈣水泥加入量由15-20%降低到5-7%（低水泥澆注料）、1-3%（超低水泥澆注料）和0%（化學(xué)結(jié)合、凝聚結(jié)合澆注料）。這一系列的演變過(guò)程，使耐火澆注料的高溫應(yīng)用技術(shù)性得到了很大的改善。從而使應(yīng)用效果大大提高。

但在無(wú)水泥澆注料中，化學(xué)結(jié)合的澆注料也有一些不足之處，因?yàn)榛瘜W(xué)結(jié)合所用的結(jié)合劑有磷酸鹽類、硫酸鹽類、硅酸鹽類等大呢感，這些結(jié)合劑不是在使用中會(huì)分解揮發(fā)出有害氣體（P205、SO2等）、腐蝕設(shè)備一起、污染環(huán)境，就是使用不方便（多數(shù)在使用前需經(jīng)捆料），或多少會(huì)帶進(jìn)其他熔鋁爐耐火澆注料高溫性能的雜質(zhì)（如硅酸鹽類結(jié)合劑中的Na2O、K2O等），而凝聚結(jié)合的澆注料，因?yàn)槟�聚結(jié)合所用的結(jié)合材料可以是與澆注料同成份的超微粉加很少量的速效促凝劑，或同成份的溶膠加很少量的速促凝劑，這樣就可以不茳芏耐火度和使用溫度，而且還可能在使用中形成自結(jié)合或直接結(jié)合結(jié)構(gòu)，從而提高材料的高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，同時(shí)加有超微粉的澆注料還可大大降低成形時(shí)的用水量，降低氣孔率，提高抗高溫熔體的滲透性和侵蝕性。

在不定形耐火材料中，便于機(jī)械化施工的是澆注料和噴補(bǔ)（噴涂）了，因此始終能夠得到穩(wěn)定發(fā)展的就是澆注料和噴補(bǔ)（噴涂）料，到85年，澆注料已占不定形耐火材料的40%。

一般情況下，不定形耐火材料的結(jié)合分為水泥結(jié)合、化學(xué)結(jié)合、凝聚結(jié)合三種方式。

水泥結(jié)合

水泥結(jié)合包括下述三種類型：

①水化產(chǎn)物和高活性物質(zhì)(如硅溶膠)反應(yīng)產(chǎn)生的結(jié)合;

②水泥水化產(chǎn)物之間直接發(fā)生物理化學(xué)作用產(chǎn)生的結(jié)合;

③水化產(chǎn)物和硅灰、鍛燒高嶺土微粉、煅燒氧化鋁微粉等具有火山灰活性物質(zhì)的表面發(fā)生物理化學(xué)作用產(chǎn)生的結(jié)合。

化學(xué)結(jié)合

化學(xué)結(jié)合是依靠結(jié)合劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的結(jié)合。但是，這些化學(xué)反應(yīng)不包括可水化物質(zhì)與水的反應(yīng)，至少不以水化為主，否則，就應(yīng)歸類于水化結(jié)合。一般情況下，榮盛耐材認(rèn)為常見(jiàn)的化學(xué)結(jié)合有下述三種類型：

①結(jié)合劑和硬化劑反應(yīng)產(chǎn)生的結(jié)合;

②結(jié)合劑和耐火材料反應(yīng)產(chǎn)生的結(jié)合;

③以上兩種方式復(fù)合產(chǎn)生的結(jié)合。

例如，水玻璃結(jié)合既可以由結(jié)合劑和耐火材料反應(yīng)產(chǎn)生(水玻璃鎂磚)，也可以由結(jié)合劑和硬化劑反應(yīng)產(chǎn)生(水玻璃+氟硅酸鈉)。磷酸鹽結(jié)合既可以由結(jié)合劑和耐火材料反應(yīng)產(chǎn)生(磷酸鹽磚)，也可以由復(fù)合結(jié)合產(chǎn)生(由磷酸作結(jié)合劑，水泥作促凝劑制作的磷酸鹽結(jié)合不定形耐火材料)。

凝聚結(jié)合

凝聚結(jié)合指由微粉凝聚產(chǎn)生的結(jié)合。凝聚結(jié)合有下述兩個(gè)關(guān)鍵：

①增大固相體積，減少液相體積，減少氣孔率和提高微粉間的粘接力。這樣就或多或少地與水泥結(jié)合有些關(guān)聯(lián)。

②實(shí)現(xiàn)微粉由分散到凝聚的轉(zhuǎn)變，這就需要遲效硬化劑;

廣義上說(shuō)，水泥是能發(fā)生水化反應(yīng)，進(jìn)而通過(guò)直接和間接的物理化學(xué)作用產(chǎn)生結(jié)合或強(qiáng)度的粉狀物質(zhì)。例如，鋁酸鋇Ba0?Al203是一種特種耐火水泥。再如，ρ-AUOs也是一種特種耐火水泥。還有Mg0-SiO2-H2O結(jié)合被認(rèn)為是凝聚結(jié)合。但是，這種結(jié)合需要利用MgO的水化改變液相的性質(zhì)產(chǎn)生凝結(jié)，利用MgO的水化物和硅灰表面發(fā)生作用產(chǎn)生硬化，還需要MgO和硅灰在升溫過(guò)程中發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)形成M2S等物質(zhì)產(chǎn)生結(jié)合。所以，本質(zhì)上MgO-SiO2-H2O結(jié)合也屬于水泥結(jié)合。榮盛耐材提供各種窯爐用定型、不定型耐火材料。

陶瓷結(jié)合不定形耐火材料原理

陶瓷結(jié)合不定形耐火材料，主要是工藝加工使某些氧化物(SiO2，Al2O3等)的高濃度泥漿有黏結(jié)性能。確定由離子電位值高的氧化物與水形成高濃度泥漿，其中隨著水的排除發(fā)生聚冷凝，

隨著形成硅氧烷結(jié)合，因?yàn)楦邼舛饶酀{硬化產(chǎn)物具有較大的強(qiáng)度。在高濃度泥漿+氧化物填料系統(tǒng)中，填料表面原子參加聚冷凝反應(yīng)，泥漿和填料之間形成堅(jiān)同的鍵合。又有氫鍵出現(xiàn)在泥漿與填料的接觸上，加強(qiáng)泥漿的黏結(jié)性能。發(fā)生所謂的“冷燒結(jié)”。如果成型和干燥的陶瓷半成品(填料+泥漿)，在液體介質(zhì)(堿，酸，鹽等)中加以養(yǎng)生，按陶瓷組分的化學(xué)活性，隨后的干燥或水熱處理，還更要增加內(nèi)聚強(qiáng)度。根據(jù)處理的形式，陶瓷的氣孔率和它的化學(xué)成分與原來(lái)半成品比較改變不大(或?qū)嶋H沒(méi)有改變)。這種陶瓷獲得使用強(qiáng)度(許多場(chǎng)合是與燒成材料項(xiàng)目比較)，是強(qiáng)化化學(xué)活性接觸結(jié)合的結(jié)果(強(qiáng)化化學(xué)活性接觸結(jié)合過(guò)程)。

陶瓷不定形耐火材料乃是非均質(zhì)多分散的復(fù)合物，由50％～70％(按體積)的大顆粒(大塊的)陶瓷骨料組成，顆粒之間的氣孔由其細(xì)分散的泥漿充滿(浸滿)。不同本性(化學(xué)成分，變態(tài)結(jié)構(gòu))的骨料和泥漿的固相可能像一種一樣，骨料可能像多孔一樣為無(wú)孔的，單一顆粒和多顆粒的。

陶瓷不定形耐火材料有兩個(gè)基本類型——具有堅(jiān)硬定位的骨架(骨料顆粒彼此具有直接接觸)和漂浮的骨架(骨料顆粒之間不是直接接觸)。具有堅(jiān)硬骨架材料的成型采用分開(kāi)堆積方法，起初模型填充無(wú)孔或多孔骨料，后來(lái)在有骨料的模型中注滿泥漿。漂浮骨架的陶瓷不定形耐火材料按一般混合及成型工藝。

制備陶瓷不定形耐火材料可以像不成型(搗打型料)一樣的成型(類似陶瓷制品的成型)，不燒和燒成的。

利用陶瓷不定形耐火材料原理，可以制取指定尺寸(其中有大的)大型制品和均勻的密度。陶瓷不定形耐火材料的性質(zhì)位于燒成和不燒耐火材料之間的中間位置。它們的主要差別是使用中具有高的體積不變性和沒(méi)有坍塌強(qiáng)度。

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